(57)【要約】【課題】  製造プロセスが比較的簡単で製造コストが安価な横電界方式の液晶表示装置等の電気光学装置を提供する。【解決手段】  本発明の電気光学装置は、一対の基板のうちの一方の基板に、非線形素子（ＴＦＤ素子４３）と、共通電極４２（第１電極）と、非線形素子と電気的に接続された画素電極４８（第２電極）とが備えられ、第１電極と前記第２電極との間に生じる電界によって電気光学物質層が駆動され、非線形素子が、下部電極４４と、下部電極４４の上面を覆う上面絶縁膜４５と、下部電極４４の延在方向に対して両側にあたる２つの側面のうちの片側の側面を覆い、かつ上面絶縁膜４５の膜厚よりも小さい膜厚を有する側面絶縁膜４６と、少なくとも側面絶縁膜４６を介して下部電極と対向する上部電極１９とを有している。【選択図】        図３
2007025521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に電気光学物質層を挟持してなる電気光学装置であって、
前記一対の基板のうちの一方の基板に、非線形素子と、第１電極と、前記非線形素子と電気的に接続された第２電極とが備えられ、前記第１電極と前記第２電極との間に生じる電界によって前記電気光学物質層が駆動され、
前記非線形素子が、下部電極と、前記下部電極の上面を覆う上面絶縁膜と、前記下部電極の延在方向に対して両側にあたる２つの側面のうちの片側の側面を覆い、かつ前記上面絶縁膜の膜厚よりも小さい膜厚を有する側面絶縁膜と、少なくとも前記側面絶縁膜を介して前記下部電極の側面と対向する部分に設けられた上部電極とを有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記非線形素子が、互いに電気的に接続された複数の非線形素子からなることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記複数の非線形素子が間隔をおいて配置されるとともに、前記複数の非線形素子を覆う絶縁膜が設けられ、隣接する前記非線形素子の間の領域に、前記絶縁膜を貫通して前記上部電極と前記第２電極とを電気的に接続するコンタクトホールが配置されたことを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記一対の基板間の間隔を保持するスペーサが備えられ、前記コンタクトホールと平面的に重なる領域に前記スペーサが配置されたことを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記第１電極と前記第２電極とが平面的に一部重なるように配置され、かつ、前記第１電極と前記第２電極との重なり部分に絶縁膜が介在されてなる保持容量が備えられたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項６】
一対の基板間に電気光学物質層を挟持してなる電気光学装置の製造方法であって、
非線形素子の下部電極および第１電極となる導電パターンを形成する工程と、
前記導電パターンを陽極酸化することにより前記導電パターン上に第１の陽極酸化膜を形成する工程と、
前記第１の陽極酸化膜に覆われた前記導電パターンのうち、前記非線形素子の下部電極となる部分にエッチング処理を施し、前記下部電極の延在方向に対して両側にあたる２つの側面のうちの片側の側面となる個所を少なくとも含む前記第１の陽極酸化膜を除去する工程と、
前記第１の陽極酸化膜を除去した個所の前記導電パターンを除去する工程と、
前記導電パターンを再度陽極酸化することにより前記第１の陽極酸化膜を除去した側面上に前記第１の陽極酸化膜よりも膜厚の小さい第２の陽極酸化膜を形成する工程と、
前記第１の陽極酸化膜および前記第２の陽極酸化膜に覆われた前記導電パターンをパターニングすることにより前記導電パターンから前記非線形素子の下部電極となる部分を切り離すとともに前記第１電極を形成する工程と、
前記非線形素子の上部電極を形成する工程と、
第２電極を形成する工程と、が備えられたことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項７】
前記導電パターンを形成する工程において、前記非線形素子の下部電極となる領域に、複数の非線形素子の下部電極の外形を含む形状の下部電極用パターンを形成し、
前記第１の陽極酸化膜を除去する工程において、前記下部電極用パターンの内側をくり抜く形状に前記第１の陽極酸化膜を除去した後、前記導電パターンを除去する工程において、前記導電パターンも前記形状に除去し、前記複数の非線形素子の下部電極となる部分を形成することを特徴とする請求項６に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１電極と前記第２電極とを平面的に重なるように配置し、前記第１電極と前記第２電極との間に前記第１の陽極酸化膜が介在されてなる保持容量を形成することを特徴とする請求項６または７に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の電気光学装置が備えられたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置等の電気光学装置およびその製造方法、電子機器に関し、特に横電界方式の液晶装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＴＮ（Twisted Nematic）方式などの液晶表示装置は、２枚の基板間に液晶を封入した構成を有しており、各基板に設けた電極で基板面に垂直な方向に電界を印加することによって液晶分子の配向を制御し、光透過率を変調するものである。これに対し、近年では液晶に印加する電界の方向を基板面に略平行な方向とする方式が知られている（例えば特許文献１参照）。この種の液晶表示装置は、横電界方式、あるいはＩＰＳ（In-Plane Switching）方式などと呼ばれている。
【特許文献１】特開２０００−１６２６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載の液晶表示装置では、画素を駆動するスイッチング素子として薄膜トランジスタを用いたＴＦＴ（Thin Film Transistor）駆動方式を採用している。しかしながら、この液晶表示装置ではＴＦＴ素子を形成するために露光、現像、エッチング処理等を含むフォトリソグラフィー工程や成膜工程を多数回繰り返し行う必要があるため、製造プロセスが長くなり、製造コストが高騰するという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、製造プロセスが比較的簡単で製造コストが安価な横電界方式の液晶表示装置等の電気光学装置、およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本出願人は、上記の目的を達成すべく、スイッチング素子として薄膜ダイオード（Thin Film Diode,以下、ＴＦＤと略記する、非線形素子）を用いた横電界方式の電気光学装置を既に出願している。この出願の電気光学装置は、ＴＦＤ素子が金属−絶縁層−金属（Metal-Insulator-Metal）、いわゆるＭＩＭ構造を採っているため、ＴＦＴ素子を用いたものに比べてその構造や製造プロセスが単純である。よって、低コストの電気光学装置を実現することができる。さらに、本出願人は、ＴＦＤ素子の素子容量を低減する目的で、下部電極と上面絶縁膜と上面絶縁膜の膜厚よりも小さい膜厚を有する側面絶縁膜と上部電極とを有するＴＦＤ素子を用いた電気光学装置を既に出願している。このＴＦＤ素子は、実効的な素子部（動作時に電荷が貫通する領域）として下部電極の側面が主に利用され、素子特性が側面側で支配される、いわゆるラテラル構造のＴＦＤ素子と呼ばれるものである。
【０００６】
しかしながら、従来のラテラル型ＴＦＤ素子は、下部電極が細長い矩形パターンで形成された場合、その延在方向に対して両側の側面を実効的な素子部として利用するのが普通であった。その場合、下部電極の上面と側面で膜厚の異なる絶縁膜を作り分ける目的で、下部電極の上面を覆う一方、側面を露出させるマスクパターンを形成するフォトリソグラフィー工程が必要となる。すると、もともと下部電極自体が細長いパターンであることから上記のマスクパターンも幅が狭いものとなり、パターン寸法が安定せず、製造バラツキが大きくなったり、歩留まりが低下するという問題が生じた。これは、素子寸法が微細化する程、顕著になる問題である。本発明者らはこの点を問題視し、対策を検討した。本発明はこの更なる課題を解決する目的でなされたものである。
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の電気光学装置は、一対の基板間に電気光学物質を挟持してなる電気光学装置であって、前記一対の基板のうちの一方の基板に、非線形素子と、第１電極と、前記非線形素子と電気的に接続された第２電極とが備えられ、前記第１電極と前記第２電極との間に生じる電界によって前記電気光学物質が駆動され、前記非線形素子が、下部電極と、前記下部電極の上面を覆う上面絶縁膜と、前記下部電極の延在方向に対して両側にあたる２つの側面のうちの片側の側面を覆い、かつ前記上面絶縁膜の膜厚よりも小さい膜厚を有する側面絶縁膜と、少なくとも前記側面絶縁膜を介して前記下部電極の側面と対向する部分に設けられた上部電極とを有することを特徴とする。
【０００８】
なお、本発明において、電気光学装置とは、電界により物質の屈折率が変化して光の透過率を変化させる電気光学効果を有するものの他、電気エネルギーを光学エネルギーに変換するもの等も含んで総称している。したがって、例えば液晶装置や有機ＥＬ（Electro-Luminescence）装置、無機ＥＬ装置に代表される発光装置等を含む概念である。
【０００９】
本発明の電気光学装置は、非線形素子が、下部電極の延在方向に対して両側にあたる２つの側面のうちの片側の側面を覆い、上面絶縁膜の膜厚よりも小さい膜厚の側面絶縁膜を有している。すなわち、本発明における非線形素子は、下部電極の延在方向に対して両側の側面を実効的な素子部として利用するのではなく、片側の側面のみを実効的な素子部として利用するものである。したがって、本発明の非線形素子を製造する際には、下部電極の両側面を露出させるための幅が狭いマスクパターンを形成する必要がなくなり、下部電極自体が細長いパターンであっても片側の側面だけを露出させれば良いのであれば、マスクパターンは幅広で良いことになる。このようにすることでパターン寸法が安定し、製造バラツキを抑えることができ、歩留まりも向上させることができる。
【００１０】
前記非線形素子は、独立した１つの素子でも良いが、互いに電気的に接続された複数の非線形素子から構成されたものでも良い。例えば２つの非線形抵抗素子から構成する場合にはバック・トゥ・バック（Back to Back）構造を有することが望ましい。ここで、バック・トゥ・バック構造とは、一対の非線形素子を逆向きに直列に接続した構造のことである。
【００１１】
１つの非線形素子を見たとき、その非線形素子は極性差を有する。この極性差とは、非線形素子の端子間に印加する電圧の正、負の極性を変えたときに非線形特性に現れる差のことである。このように１つの非線形素子が極性差を持っている場合、その１つの非線形素子だけでは安定したスイッチング特性が得られない可能性が高い。これに対し、上記のバック・トゥ・バック構造を採用すれば、極性差が相殺されて安定したスイッチング特性を得ることができる。
【００１２】
上記の構成において、複数の非線形素子を間隔をおいて配置するとともに、複数の非線形素子を覆う絶縁膜を設け、隣接する非線形素子の間の領域に、絶縁膜を貫通して非線形素子の上部電極と第２電極とを電気的に接続するコンタクトホールを配置することが望ましい。
【００１３】
ＴＦＤ型の非線形素子はＴＦＴと比べて構造が簡単であり、電気光学物質層を駆動する第２電極と非線形素子との間に絶縁膜を形成せず、これらを同層上に配置することも可能である。しかしながら、その場合、第２電極と非線形素子とが接近することで容量カップリング等による悪影響が生じることがある。この問題をなくすためには、非線形素子を絶縁膜で覆い、絶縁膜を貫通するコンタクトホールで非線形素子の上部電極と第２電極とを電気的に接続する構造（オーバーレイヤー構造ともいう）とすることが好ましい。こうすると、第２電極と非線形素子とが別の層上に位置することで距離が離れ、非線形素子が絶縁膜で被覆されるので、容量カップリングを低減することができる。上述の複数の非線形素子を用いる際にオーバーレイヤー構造を採用する場合には、間隔をおいて配置した非線形素子の間の領域にコンタクトホールを配置すれば、デッドスペース（もともと表示に使えないスペース）を有効に活用することができ、その結果開口率を高められるので、明るい表示が可能な電気光学装置を実現することができる。
【００１４】
さらに、前記一対の基板間の間隔を保持するスペーサが備えられた場合、前記コンタクトホールと平面的に重なる領域にスペーサを配置することが好ましい。
この構成においても、コンタクトホールが形成された領域のデッドスペースをスペーサの配置領域として有効活用でき、開口率を高められるので、明るい表示が可能な電気光学装置を実現することができる。
【００１５】
例えば本発明において、前記第１電極と前記第２電極とを平面的に一部重なるように配置すれば、前記第１電極と前記第２電極との重なり部分に絶縁膜が介在されてなる保持容量を構成することができる。
【００１６】
例えば液晶装置の場合、各画素に書き込んだ電荷を保持するための保持容量が一般的に備えられている。非線形素子の素子容量と保持容量との比には最適値があり、この最適比を実現する際に、ラテラル型非線形素子の使用により素子容量が小さくなれば当然ながら保持容量も小さくて済む。保持容量値を小さくできる結果、保持容量の平面的な面積を小さくできることで開口率が向上する、低消費電力化が図れる等、種々の効果を得ることができる。
【００１７】
本発明の電気光学装置の製造方法は、一対の基板間に電気光学物質層を挟持してなる電気光学装置の製造方法であって、非線形素子の下部電極および第１電極となる導電パターンを形成する工程と、前記導電パターンを陽極酸化することにより前記導電パターン上に第１の陽極酸化膜を形成する工程と、前記第１の陽極酸化膜に覆われた前記導電パターンのうち、前記非線形素子の下部電極となる部分にエッチング処理を施し、前記下部電極の延在方向に対して両側にあたる２つの側面のうちの片側の側面となる個所を少なくとも含む前記第１の陽極酸化膜を除去する工程と、前記第１の陽極酸化膜を除去した個所の前記導電パターンを除去する工程と、前記導電パターンを再度陽極酸化することにより前記第１の陽極酸化膜を除去した側面上に前記第１の陽極酸化膜よりも膜厚の小さい第２の陽極酸化膜を形成する工程と、前記第１の陽極酸化膜および前記第２の陽極酸化膜に覆われた前記導電パターンをパターニングすることにより前記導電パターンから前記非線形素子の下部電極となる部分を切り離すとともに前記第１電極を形成する工程と、前記非線形素子の上部電極を形成する工程と、第２電極を形成する工程と、が備えられたことを特徴とする。
【００１８】
この製造方法によれば、下部電極の上面側には陽極酸化法を用いて比較的厚い第１の陽極酸化膜を形成することができる一方、下部電極の片方の側面側には第１の陽極酸化膜を除去した後、第１の陽極酸化膜よりも膜厚の小さい第２の陽極酸化膜を形成することができる。よって、これら２回の陽極酸化工程を含む製造プロセスによってラテラル構造の非線形素子を比較的容易に形成することができる。
【００１９】
また、前記導電パターンを形成する工程において、前記非線形素子の下部電極となる領域に、複数の非線形素子の下部電極の外形を含む形状の下部電極用パターンを形成し、前記第１の陽極酸化膜を除去する工程において、前記下部電極用パターンの内側をくり抜く形状のパターンで前記第１の陽極酸化膜を除去した後、前記導電パターンを除去する工程において、前記導電パターンも前記形状で除去し、前記複数の非線形素子の下部電極となる部分を形成することが望ましい。
【００２０】
この製造方法によれば、複数の下部電極の外形を含む形状の下部電極用パターンを形成した後、下部電極用パターンの内側をくり抜く形状に第１の陽極酸化膜、導電パターンを順次除去するので、下部電極用パターンの外周部が残った形状の連続した下部電極を形成することができる。このような形状の下部電極を、電気的に接続された複数の非線形素子の下部電極として用いることができる。ここで、下部電極用パターン、下部電極用パターンの内側をくり抜く形状のパターンともに比較的幅広のパターンとなるので、パターン寸法が安定し、製造バラツキを抑えることができ、歩留まりも向上させることができる。
【００２１】
また、前記共通電極と前記画素電極とを平面的に重なるように配置し、前記共通電極と前記画素電極との間に前記第１の陽極酸化膜が介在されてなる保持容量を形成するようにしてもよい。
この方法によれば、保持容量を備えた電気光学装置を作製する場合に非線形素子の下部電極上面側の厚い酸化膜と保持容量の誘電体膜となる酸化膜を同時に形成することができるため、専用の工程が不要となり、製造プロセスの簡略化を図ることができる。また、本発明の製造方法では、下部電極をパターニングするためにフォトリソグラフィー工程が２回必要となるが、保持容量付きの電気光学装置の製造プロセスであれば工程数が増えることもない。
【００２２】
本発明の電子機器は、上記本発明の電気光学装置が備えられたことを特徴とする。
本発明によれば、上記本発明の電気光学装置が備えられたことで表示特性に優れた表示部を備えた電子機器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本実施形態の液晶表示装置（電気光学装置）の概略構成図である。本実施形態の液晶表示装置は、ＩＰＳ方式、すなわち横電界方式の液晶表示装置である。従来の垂直駆動方式の液晶表示装置は、２枚の基板間に挟持された液晶に対して、基板面に垂直な方向に駆動電界を与えて液晶分子の配向を制御している。これに対して、横電界方式の液晶表示装置では、電極構造が形成された基板側において、基板面に略平行な方向に駆動電界を発生させて液晶分子の配向を制御している。
なお、以下の各図面においては、各構成要素や部材を見やすくするため、寸法や縮尺を適宜異ならせてある。
【００２４】
（液晶表示装置の構成）
本実施形態の液晶表示装置１００は、図１に示すように、シール材３を介して貼り合わされた下側基板１０と上側基板２０との間に液晶層３０が封入されて構成されている。なお、下側基板１０は、後述する横電界方式の電極構造が形成される側の基板であるから、「電極基板」と呼ぶ場合もある。下側基板１０は、ガラス基板等の透明基板１１を備え、その透明基板１１の内面（液晶層３０側の面）側に後述する横電界方式の電極構造１が形成されている。また、電極構造１上には配向膜１３が形成されている。一方、上側基板２０は、同様にガラス基板等の透明基板２１を備え、その内面側に基板側からカラーフィルター２２、配向膜２３が順次形成されている。上記の電極構造１により、矢印で示すように横方向の電界Ｅが生じ、その電界Ｅにより液晶層３０内の液晶分子の配向が制御される。ここで、本発明では、電極構造として片側ラテラル構造のＴＦＤ素子（非線形素子）を備えたＩＰＳ方式の電極構造を採ることを基本とする。
【００２５】
次に、下側基板１０上の電極構造について説明する。
下側基板上には、複数の画素がマトリクス状に形成されており、１つの画素はＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色の異なる色の表示を行う３つのサブ画素から構成されている。図２は１つのサブ画素の平面図、図３は図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。１つのサブ画素に着目すると、図２に示すように、図中縦方向に共通電極線４１が延在し、その途中から分岐して共通電極４２（第１電極）が形成されている。これら共通電極線４１および共通電極４２は、例えばタンタル（Ｔａ）等の金属から構成されている。共通電極４２は、共通電極線４１から分岐して横方向に延びる部分４２ａと、この部分４２ａからさらに分岐して縦方向に延びる２本の電極枝部分４２ｂとを有している。この中で電極枝部分４２ｂが主に共通電極として機能する。
【００２６】
図２において、１つのサブ画素の左上には片側ラテラル構造のＴＦＤ素子４３が形成されている。ラテラル構造のＴＦＤ素子４３は、図２、図３に示すように、下部電極４４と、下部電極４４の上面を覆う上面絶縁膜４５と、下部電極４４の側面を覆う側面絶縁膜４６と、上面絶縁膜４５および側面絶縁膜４６を介して下部電極４４と対向するように設けられた信号線４７または上部電極１９とを有している。側面絶縁膜４６は、上面絶縁膜４５の膜厚よりも小さい膜厚を有しており、下部電極４４の延在方向に対して２つの側面のうちの片側の側面のみに形成されている。本実施形態においては、図２における逆Ｕ字状の下部電極４４の内側の側面のみに側面絶縁膜４６が形成されている。側面絶縁膜４６が形成されていない側（図２における逆Ｕ字状の下部電極４４の外側）の下部電極４４の側面には、図３に示すように、上面絶縁膜４５と同じ厚い絶縁膜が形成されている。
【００２７】
上面絶縁膜４５の膜厚と側面絶縁膜４６の膜厚との比が少なくとも１以上であればラテラル構造と言えるが、この比が３以上であることが好ましい。なお、本例では上部電極１９が上面絶縁膜４５および側面絶縁膜４６を介して下部電極４４の上面、側面の双方と対向するように設けられているが、少なくとも側面絶縁膜４６を介して下部電極４４の側面と対向するように設けられていればよい。このＴＦＤ素子４３は、２つのＴＦＤ素子４３ａ，４３ｂが背中合わせに電気的に接続された、いわゆるバック・トゥ・バック（Back-to-Back）構造のＴＦＤ素子である。
【００２８】
ＴＦＤ素子４３の上部電極１９上にはＴＦＤ素子４３を覆うように層間絶縁膜１８が形成され、層間絶縁膜１８上にはＴＦＤ素子４３の上部電極１９と電気的に接続された画素電極４８が形成されている。上述した２つのＴＦＤ素子４３ａ，４３ｂは所定の間隔をあけて配置されており、２つのＴＦＤ素子４３ａ，４３ｂの間の領域において上部電極１９は他の部分より幅が広い拡幅部１９ａを有している。そして、この拡幅部１９ａに、層間絶縁膜１８を貫通してＴＦＤ素子４３の上部電極１９と画素電極４８とを電気的に接続する矩形状のコンタクトホール１７が配置されている。さらに、矩形状のコンタクトホール１７と平面的に重なる位置に、下側基板１０と上側基板２０との間隔（セルギャップ、液晶層３０の層厚に相当）を一定に保持するためのスペーサ１６が配置されている。
【００２９】
図２に示すように、ＴＦＤ素子４３の下部電極４４の折れ曲った側には、下部電極４４と交差するように信号線４７が形成されている。一方、下部電極４４の先端側には、下部電極４４と交差するとともに上部電極１９と平面的に重なるように画素電極４８が形成されている。画素電極４８は、図中下側電極４４と交差する側で横方向に延びる部分４８ａと、この部分４８ａから分岐して縦方向に延びる２本の電極枝部分４８ｂとを有している。この中で電極枝部分４８ｂが主に画素電極として機能する。信号線４７および上部電極は例えばクロム（Ｃｒ）等の金属材料から構成され、画素電極４８は例えばインジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide, 以下、ＩＴＯと略記する）等の透明導電材料から構成されている。
【００３０】
以上の電極構成において、共通電極線４１を通じて共通電極４２に駆動電圧を印加する一方、信号線４７に所定の走査電圧を印加すると、ＴＦＤ素子４３がオンして上部電極１９を介して画素電極４８に走査電圧が印加される。このようにして、画素電極４８と共通電極４２との間で横電界が発生し、例えばともに縦方向に延びる画素電極４８の電極枝４８ｂと共通電極４２の電極枝４２ｂとの間に位置する液晶が横電界Ｅで駆動される。
【００３１】
（液晶表示装置の製造方法）
次に、上記構成の液晶表示装置１００、特に本発明において特徴的な電極構造を持つ下側基板１０上のＴＦＤ素子４３の部分の製造方法について図４〜図９を用いて説明する。図４（ａ）〜図９（ａ）はＴＦＤ素子４３の部分の平面図、図４（ｂ）〜図９（ｂ）は断面図であって、同じ図番の図面（（ａ）と（ｂ））が同じ工程に対応している。
【００３２】
まず最初に、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ガラス基板等の透明基板１１上にタンタル膜をスパッタ法等により成膜した後、フォトリソグラフィー法によりタンタル膜をパターニングし、図に示すような金属パターン６１（導電パターン）を形成する。この金属パターン６１は後でＴＦＤ素子４３の下部電極４４、共通電極線４１、共通電極４２となる部分を含むが、陽極酸化を用いてこれらの上に一括して絶縁膜を形成するためにこの時点では繋がった一つのパターンとしておく。
【００３３】
その後、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、陽極酸化を行い、金属パターン６１を覆うようにタンタル酸化膜からなる第１の陽極酸化膜４９を形成する。第１の陽極酸化膜４９の膜厚は例えば１００〜２５０ｎｍ程度とする。
【００３４】
次に、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ＴＦＤ素子４３の下部電極４４となる部分４４ｐのパターニングを行う。ただし、この工程ではまだ下部電極４４となる部分４４ｐを金属パターン６１から完全に切り離すわけではなく、図５（ａ）に示した下部電極４４の外形（逆Ｕ字状）を含む形状の下部電極用パターン４４ｗから下部電極４４の形状にパターニングする。具体的には、下部電極用パターン４４ｗの内側をくり抜いた開口部７０ａを有するレジストパターン７０を形成し、レジストパターン７０をマスクとしてドライエッチング処理を行う。ドライエッチング工程ではエッチングガスとしてＳＦ６とＯ２の混合ガスを用い、ＲＦパワー：１２００〜１５００Ｗ、ガス流量：５００〜９００sccm、圧力：７０〜１２０mTorrのエッチング条件を設定する。これにより、図６（ｂ）に示すように、下部電極４４の片側の側面にあたる第１の陽極酸化膜４９が除去され、かつ、タンタル膜６０の側面が露出するように、断面形状が全体としてテーパ形状をなすようなエッチングを行うことができる。
【００３５】
次に、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、レジストパターン７０を除去した後、金属パターン６１に対して再度陽極酸化を行う。この際、下部電極４４の側面では第１の陽極酸化膜４９が除去されているので、新たに第２の陽極酸化膜５９が形成される。第２の陽極酸化膜５９の膜厚は例えば２０〜３０ｎｍ程度とする。
【００３６】
次に、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、金属パターン６１のパターニングを行い、金属パターン６１から下部電極４４となる部分を切り離す。これにより、上面の膜厚が側面の膜厚の３〜１０倍程度となった絶縁膜に覆われたＴＦＤ素子４３の下部電極４４が形成され、同時に共通電極線および共通電極（図示せず）が形成される。また、このパターニング工程では、下部電極４４の切り離しと同時に、共通電極線４１の端部の外部端子となる部分において金属パターン６１を覆っていた陽極酸化膜が開口される（この部分は図示せず）。さらに、クロム膜をスパッタ法により成膜した後、クロム膜のパターニングを行い、信号線４７および上部電極１９を形成する。次に、ＴＦＤ素子４３、信号線４７等を覆うように層間絶縁膜１８を成膜した後、上部電極１９の拡幅部１９ａに、層間絶縁膜１８を貫通して上部電極１９が露出するようにコンタクトホール１７を形成する。
【００３７】
次に、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、層間絶縁膜１８上にＩＴＯ膜をスパッタ法により成膜した後、ＩＴＯ膜をパターニングして画素電極４８を形成する。そして、アクリル等の感光性樹脂膜を成膜した後、樹脂膜をパターニングすることによってコンタクトホール１７と平面的に重なる位置にスペーサ１６を形成する。
【００３８】
その後、ポリイミド膜を成膜し、その表面をラビング処理することによって配向膜１３を形成する。以上の工程によって、下側基板１０が完成する。
一方、上側基板２０については、詳細な製造方法の説明を省略するが、ガラス基板等の透明基板２１上にカラーフィルター２２、配向膜２３を形成することによって製造することができる。
そして、完成した下側基板１０と上側基板２０とをシール材を介して貼り合わせ、液晶を封入することによって本実施形態の液晶表示装置１００が完成する。
【００３９】
本実施形態の液晶表示装置１００においては、横電界方式の液晶表示装置に対してラテラル構造のＴＦＤ素子４３をスイッチング素子として組み合わせている。ラテラル構造のＴＦＤ素子４３の採用により、上面絶縁膜と側面絶縁膜とが同一膜厚の一般的なＴＦＤ素子に比べて素子容量を低減することができる。また、本実施形態におけるＴＦＤ素子４３は、下部電極４４の片側の側面のみに薄い側面絶縁膜４６が形成されており、下部電極４４の片側の側面のみを実効的な素子部として利用している。したがって、製造プロセスにおいては、下部電極４４の両側面を露出させるための幅が狭いレジストパターンを形成する必要がなくなり、図４（ａ）に示す工程（下部電極パターンの外形を決める工程）、図６（ａ）に示す工程（下部電極パターンの内側をくり抜いて下部電極形状とする工程）ともにレジストパターンは幅広で良いことになる。このようにすることでパターン寸法が安定し、製造バラツキを抑えることができ、歩留まりも向上させることができる。
【００４０】
本実施形態の場合、１つのサブ画素のＴＦＤ素子４３がバック・トゥ・バック構造の一対のＴＦＤ素子４３ａ，４３ｂで構成されているが、逆Ｕ字状の下部電極４４の内側の側面を実効的な素子部として利用しているので、図６（ａ）に示すレジストパターン７０のアライメントが図４（ａ）に示す下部電極用パターン４４ｗに対してずれたとしても、一対のＴＦＤ素子４３全体の素子容量がばらつくことがない。この意味でも、本実施形態の構成によれば、ＴＦＤ素子の特性バラツキを抑えることができる。
【００４１】
また、層間絶縁膜１８を貫通するコンタクトホール１７でＴＦＤ素子４３の上部電極１９と画素電極４８とを電気的に接続するオーバーレイヤー構造を採用しており、画素電極４８とＴＦＤ素子４３、信号線４７とが別の層上に位置することで距離が離れ、容量カップリングを低減することができる。この構造において、間隔をおいて配置した２つのＴＦＤ素子４３ａ，４３ｂの間の領域にコンタクトホール１７を配置しているので、デッドスペースを有効に活用することができる。その結果、開口率を高められるので、明るい表示が可能な液晶表示装置を実現することができる。さらに、コンタクトホール１７と平面的に重なる領域にスペーサ１６が配置されているので、コンタクトホール１７が形成された領域のデッドスペースをスペーサ１６の配置領域として有効活用でき、開口率を高められるので、より明るい表示が可能な液晶表示装置を実現することができる。
【００４２】
〔第２の実施の形態〕
以下、本発明の第２の実施の形態を図面を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１の実施形態とほぼ同様であり、第１の実施形態と異なる主な点は保持容量を備えたことである。したがって、以下では図１０〜図１４を用いてこの部分だけを説明し、共通部分の説明を省略する。また、図１０（ａ）〜図１４（ａ）はサブ画素の平面図、図１０（ｂ）〜図１４（ｂ）は断面図であり、図４（ａ）〜図９（ａ）、図４（ｂ）〜図９（ｂ）と共通の構成要素には同一の符号を付す。
【００４３】
本実施形態の液晶表示装置の製造方法は、まず最初に、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、透明基板１１上にタンタル酸化膜等からなる下地絶縁膜５１、タンタル膜６０をスパッタ法等により順次成膜する。
次に、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィーによりタンタル膜６０をパターニングして金属パターン６１を形成し、陽極酸化を行って第１の陽極酸化膜４９を形成する。金属パターンのうち、共通電極４２の横方向に延びる部分４２ａは後に画素電極４８の一部と平面的に重なり、保持容量を構成する。また、面積は小さいが、共通電極４２の電極枝４２ｂの先端部分も後に画素電極と一部重なり、前述の箇所と同様に保持容量を構成する。
【００４４】
次に、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、ＴＦＤ素子４３の下部電極４４となる部分４４ｐのパターニングを行う。すなわち、図１１（ａ）に示すような矩形状の下部電極用パターン４４ｗを一旦形成した後、下部電極用パターン４４ｗの内側をくり抜いた形状にパターニングし、下部電極４４の形状とする。そして、下部電極４４の片側の側面にあたる第１の陽極酸化膜４９が除去され、かつ、金属パターン６１を構成するタンタル膜６０の側面が露出する。次に、金属パターン６１に対して再度陽極酸化を行い、タンタル膜の側面に第１の陽極酸化膜４９よりも膜厚が薄い第２の陽極酸化膜５９を形成する。
【００４５】
次に、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、金属パターン６１のパターニングを行い、金属パターン６１から下部電極４４となる部分を切り離す。これにより、ＴＦＤ素子４３の下部電極４４と共通電極線４１および共通電極４２とが同時に形成される。また、このパターニング工程では、下部電極４４の切り離しと同時に、共通電極線４１の外部端子の陽極酸化膜が開口される（この部分は図示せず）。
【００４６】
次に、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、クロム膜をスパッタ法により成膜した後、クロム膜のパターニングを行い、信号線４７および上部電極１９を形成する。ここで、上述したように、共通電極４２の横方向に延びた部分４２ａと画素電極４８の横方向に延びた部分４８ｃとが、第１陽極酸化膜からなる厚い絶縁膜４９を介して対向し、保持容量５０を構成する。また、共通電極４２の電極枝４２ｂの先端と画素電極４８の横方向に延びる部分４８ａも平面的に一部重なり、前述の箇所と同様に保持容量５０ｂを構成する。
【００４７】
以降の工程は第１の実施形態とほぼ同様であり、ＴＦＤ素子４３、信号線４７等を覆うように層間絶縁膜１８を成膜した後、上部電極１９の拡幅部１９ａに、層間絶縁膜１８を貫通して上部電極１９が露出するようにコンタクトホール１７を形成する。次に、層間絶縁膜１８上にＩＴＯ膜をスパッタ法により成膜した後、ＩＴＯ膜をパターニングして画素電極４８を形成する。そして、アクリル等の感光性樹脂膜を成膜した後、樹脂膜をパターニングすることによってコンタクトホール１７と平面的に重なる位置にスペーサ１６を形成する。
【００４８】
本実施形態においても、下部電極４４の片側の側面のみを実効的な素子部として利用しているため、パターン寸法が安定し、製造バラツキを抑えることができ、歩留まりも向上する等の第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに本実施形態の場合、各画素に書き込んだ電荷を保持するための保持容量５０，５０ｂが備えられているが、下部電極４４の片側側面のみを利用することで素子容量が小さくなるため、保持容量も小さくて済む。保持容量値を小さくできる結果、保持容量の平面的な面積を小さくできることで開口率が向上する、低消費電力化が図れる等、種々の効果を得ることができる。
【００４９】
また、製造プロセスの観点からしても、本実施形態では、ＴＦＤ素子４３の下部電極４４の上面の厚い酸化膜と保持容量の誘電体膜となる酸化膜を同時に形成することができるため、保持容量の誘電体膜を形成するための専用の工程が不要となり、製造プロセスの簡略化を図ることができる。また、本発明の製造方法では、下部電極４４をパターニングするためにフォトリソグラフィー工程が２回必要となるが、保持容量付きの電気光学装置の製造プロセスであれば工程数が増えることもない。
【００５０】
〔電子機器〕
以下、本発明の電子機器の一実施形態を図１８を用いて説明する。
図１８は上記実施形態の液晶表示装置を備えた携帯電話機の斜視図である。同図に示すように、携帯電話機７２０は、複数の操作ボタン７２１、受話口７２２、送話口７２３とともに、上記実施形態の液晶表示装置からなる表示部７２４を備えている。
本実施形態によれば、上記実施形態の液晶表示装置が備えられたことで表示特性に優れた表示部を備えた電子機器を実現することができる。
【００５１】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えばＴＦＤ素子、共通電極、画素電極等の形状や配置、膜厚、構成材料、また製造工程における製造条件等の具体的な記載については、上記実施形態に限ることなく、適宜変更が可能である。
【００５２】
例えば上記実施形態では、ＴＦＤ素子の逆Ｕ字状の下部電極の内側の縁を実効的な素子部として利用した例を示したが、この構成に代えて、図１５に示すように、逆Ｕ字状の下部電極４４の外側の縁のみを実効的な素子部として利用する構成としても良い。この場合、図１５（ａ）に示すように、逆Ｕ字状の下部電極用パターン４４ｗを含む金属パターン６１を形成した後、図１５（ｂ）に示すように、金属パターン６１の表面に第１の陽極酸化膜４９を形成する。次に、図１５（ｃ）に示すように、下部電極４４の外側の縁の部分だけを露出させる開口部７０ａ，７０ｂを有するレジストパターン７０を形成した後、図１５（ｃ）に示すように、下部電極４４の外側の縁の部分に第１の陽極酸化膜４９よりも膜厚の薄い第２の陽極酸化膜５９を形成し、上部電極１９および信号線４７を形成する。
【００５３】
この例においても、第１実施形態と同様、図１５（ｃ）に示すレジストパターンのアライメントが下部電極用パターンに対してずれたとしても、一対のＴＦＤ素子全体の素子容量がばらつくことがない、という効果がある。
【００５４】
さらに、上記実施形態のように２個一対のＴＦＤ素子を用いるのではなく、図１６に示すように、１個の片側ラテラル型ＴＦＤ素子４３ｃのみを用いても良いし、２個一対のＴＦＤ素子を用いる場合でも、図１７に示すように、逆Ｕ字状の下部電極４４の外側の縁と内側の縁のそれぞれにＴＦＤ素子４３ｄ，４３ｅを形成する構成としても良い。ただし、図１６に示す構成の場合、レジストパターン７０のアライメントがずれると実効的な素子部の面積が変わるので、素子容量が変化してしまうという欠点がある。しかしながら、下部電極４４の上面の第１の陽極酸化膜が十分に厚いため、その変化率は小さい。
【００５５】
また、本発明は、液晶表示装置のみならず、有機ＥＬ装置、無機ＥＬ装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、フィールド・エミッション・ディスプレイ装置（電界放出表示装置）などの各種の電気光学装置にも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】同、液晶表示装置の１つのサブ画素の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図４】同、液晶表示装置の製造プロセスを示す工程図（（ａ）平面図、（ｂ）断面図）である。
【図５】同、工程図の続きである。
【図６】同、工程図の続きである。
【図７】同、工程図の続きである。
【図８】同、工程図の続きである。
【図９】同、工程図の続きである。
【図１０】第２実施形態の製造プロセスを示す工程図（（ａ）平面図、（ｂ）断面図）である。
【図１１】同、工程図の続きである。
【図１２】同、工程図の続きである。
【図１３】同、工程図の続きである。
【図１４】同、工程図の続きである。
【図１５】本発明の液晶表示装置のＴＦＤ素子の変形例の製造プロセスを示す工程図（平面図）である。
【図１６】同、ＴＦＤ素子の他の変形例の平面図である。
【図１７】同、ＴＦＤ素子のさらに他の変形例の平面図である。
【図１８】本発明の電子機器の一実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０…下側基板、１６…スペーサ、１７…コンタクトホール、１９…上部電極、２０…上側基板、３０…液晶層、４１…共通電極線、４２，４２ａ，４２ｂ…共通電極（第１電極）、４３，４３ａ〜４３ｅ…ＴＦＤ素子（非線形素子）、４４…下部電極、４５…上面絶縁膜、４６…側面絶縁膜、４７…信号線、４８，４８ａ，４８ｂ，４８ｃ…画素電極（第２電極）、４９…第１の陽極酸化膜、５０，５０ｂ…保持容量、５９…第２の陽極酸化膜、１００…液晶表示装置（電気光学装置）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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